[发明专利]可提高接触面积和减小电阻的插接式硅芯搭接结构及方法

说明书

【技术领域】

本发明属于西门子法生产多晶硅过程中的硅芯搭接方法，尤其是涉及一种可提高接触面积和减小电阻的插接式硅芯搭接结构及方法。

【背景技术】

目前，在西门子法生产多晶硅的过程中硅芯搭接技术是一项非常重要的技术，它主要应用于多晶硅生产的一个环节、即还原反应过程。所述的还原反应过程的原理是：还原反应是在一个密闭的还原炉中进行的，在装炉前先在还原炉内用硅芯搭接成若干个闭合回路，也就是行话中的“搭桥”；每个闭合回路都由两根竖硅芯和一根横硅芯组成；每一个闭合回路的两个竖硅芯分别接在炉底上的两个电极上，电极分别接直流电源的正负极，然后对硅芯进行加热，加热中一组搭接好的硅芯相当于一个大电阻，向密闭的还原炉内通入氢气和三氯氢硅，进行还原反应；这样，所需的多晶硅就会在硅芯表面生成。以上所述就是硅芯及其搭接技术在多晶硅生产中的应用。

在先申请的中国专利：公开了一种可有效提高接触面积和减小电阻的孔式硅芯搭接方法，该专利提出了一种圆球形硅芯的搭接方法，它是通过在横硅芯两端分别设置硅芯圆球体，并在两个硅芯圆球体的下部分别设置插孔，由竖硅芯上端的插柱与插孔吻配连接，形成提高接触面积和减少电阻的连接方式；但是，在实际应用中发现在横硅芯圆球体上钻孔时往往会造成横硅芯圆球体产生裂纹，甚至发生断裂，成品率相对较低，使得加工成本增加；且在横硅芯两端拉制圆球体也是一个工艺较为复杂且成本较高的工艺过程，这个过程不仅工艺复杂，而且在拉制横硅芯圆球体时一不小心便会出现高频线圈与硅芯接触造成打火现象的发生，甚至造成高频线圈报废，并且影响工艺的进行，必须得停止拉制过程，通过更换高频线圈来进行下一次的拉制过程，这其中停工中的再次开启设备时为防止原料棒在拉制过程中发生氧化，还必须重新更换新的籽晶，同时还要重新对硅芯炉进行抽真空、冲入保护性气体、加热等工艺步骤。

参考文献：

中国专利；专利名称、可有效提高接触面积和减小电阻的孔式硅芯搭接方法，公开号、CN101570890A，公开日、2009年11月4日。

【发明内容】

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种可提高接触面积和减小电阻的插接式硅芯搭接结构及方法，本发明不仅使所搭接硅芯在搭接处有比较大的接触面，并且无需拉制目前所有工艺中的拉制硅芯圆球体这一步骤，而且确保了成品率的上升。

为了实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种可提高接触面积和减小电阻的插接式硅芯搭接结构，包括一根横硅芯和两根竖硅芯，在横硅芯两侧分别设有双面开槽形成的搭接面或设置为端部“U”卡口；两根竖硅芯的上端分别设有双面开槽形成的搭接面或设置为端部“U”卡口；所述横硅芯两侧设置为双面开槽的搭接面时，所述两根竖硅芯的上端便分别设置为端部“U”卡口或所述横硅芯两端设置为端部“U”卡口时，所述两根竖硅芯的上部便分别设置为双面开槽的搭接面；所述横硅芯两侧的双面开槽形成的搭接面或端部“U”卡口与所述两根竖硅芯上端的端部“U”卡口或两根竖硅芯上部的双面开槽形成的搭接面进行吻合搭接形成提高接触面积和减小电阻的插接式硅芯搭接结构；所述横硅芯或两根竖硅芯设置的“U”卡口为端部外开口。

所述的可提高接触面积和减小电阻的插接式硅芯搭接结构，在横硅芯或两根竖硅芯分别设置的“U”卡口的口内两侧面为“＝”形结构或外端扩口。

所述的可提高接触面积和减小电阻的插接式硅芯搭接结构，在横硅芯或两根竖硅芯分别设置的“U”卡口内侧底部面设有与横硅芯或两根竖硅芯的双面开槽形成的搭接面插入一侧面吻配的弧形面。

所述的可提高接触面积和减小电阻的插接式硅芯搭接结构，所述两根竖硅芯的下部连接端分别设置为倒锥形头或与竖硅芯相同直径的圆形。

一种可提高接触面积和减小电阻的插接式硅芯搭接方法，包含如下步骤：

1)、横硅芯、竖硅芯的先期加工：

A、首先将设计长度的横硅芯两端分别磨削出端部“U”卡口或在横硅芯的两侧分别磨削出双面开槽形成的搭接面待用；

B、分别将两根设计高度相同的竖硅芯上部的两侧分别磨削出双面开槽形成的搭接面或在两根竖硅芯的上端分别磨削出端部“U”卡口待用；

其中横硅芯两端设置为端部“U”卡口时，所述竖硅芯的上部设置与端部“U”卡口相对应的双面开槽形成的搭接面；

进一步，横硅芯两侧设置为双面开槽形成的搭接面时，所述竖硅芯的上端设置与双面开槽形成的搭接面相对应的端部“U”卡口；

2)、硅芯搭接：